Viral neuronal tracing
வைரஸ் நரம்பியல் தடமறிதல் என்பது நரம்பியல் பாதைகளைக் கண்டறிய ஒரு வைரஸைப் பயன்படுத்துவதாகும், இது ஒரு சுய பிரதிபலிப்பு தடமறிதலை வழங்குகிறது. வைரஸ்கள் மூலக்கூறு தடமறிதல்களை விட சுய-பிரதிபலிப்பின் நன்மையைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் அவை மிக விரைவாக பரவி நரம்பியல் திசுக்களின் சீரழிவை ஏற்படுத்தும். நரம்பியல் வைரஸ்கள் என்று அழைக்கப்படும் நரம்பியல் அமைப்பைப் பாதிக்கக்கூடிய வைரஸ்கள், நரம்பணுக்களின் இடஞ்சார்ந்த நெருக்கமான கூட்டங்கள் மூலம் சினாப்ஸ்கள் மூலம் பரவுகின்றன, இது செயல்பாட்டு ரீதியாக இணைக்கப்பட்ட நரம்பியல் நெட்வொர்க்குகளைப் படிப்பதில் அவற்றின் பயன்பாட்டை அனுமதிக்கிறது. செயல்பாட்டு ரீதியாக இணைக்கப்பட்ட நியூரான்களை பெயரிட வைரஸ்களின் பயன்பாடு ஆல்பர்ட் சபின் உருவாக்கிய வேலை மற்றும் உயிர் மதிப்பீட்டில் இருந்து உருவாகிறது. நரம்பியல் இணைப்புகளை முறையாக பெயரிட இம்யூனோஹிஸ்டோகெமிக்கல் நுட்பங்களை இணைக்க அடுத்தடுத்த ஆராய்ச்சி அனுமதித்தது. இன்றுவரை, நரம்பு மண்டலத்தில் உள்ள பல சுற்றுகளை ஆய்வு செய்ய வைரஸ்கள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. நரம்பியல் வரைபடம் நரம்பணுக்களின் தனிப்பட்ட இணைப்புகள் நீண்ட காலமாக நரம்பியல் வல்லுநர்களைத் தவிர்த்துள்ளன. நரம்பியல் தடமறிதல் முறைகள் நரம்பியல் நெட்வொர்க்குகளின் உருவவியல் மற்றும் இணைப்பு குறித்து முன்னோடியில்லாத பார்வையை வழங்குகின்றன. பயன்படுத்தப்படும் ட்ரேசரைப் பொறுத்து, இது ஒரு ஒற்றை நியூரானுக்கு மட்டுப்படுத்தப்படலாம் அல்லது அருகிலுள்ள நியூரான்களுக்கு டிரான்ஸ்-சைனோப்டிக்கலாக முன்னேறலாம். ட்ரேசர் போதுமான அளவு பரவிய பிறகு, அளவை ஃப்ளோரசன்ஸ் (சாயங்களுக்கு) அல்லது இம்யூனோஹிஸ்டோ கெமிஸ்ட்ரி (உயிரியல் ட்ரேசர்களுக்கு) மூலம் அளவிட முடியும். இந்தத் துறையில் ஒரு முக்கியமான கண்டுபிடிப்பு நரம்பியல் வைரஸ்களை ட்ரேசர்களாக பயன்படுத்துவதாகும். இவை நோய்த்தொற்றின் ஆரம்ப தளம் முழுவதும் பரவுவது மட்டுமல்லாமல், சினாப்ஸ்களின் குறுக்கே குதிக்கலாம். நரம்பியல் தடமறிதலில் பயன்படுத்தப்படும் வைரஸ்களின் வாழ்க்கைச் சுழற்சி செல்லுலார் உயிரினங்களிலிருந்து வேறுபட்டது. வைரஸ்கள் இயற்கையில் ஒட்டுண்ணிகள் மற்றும் அவை தானாகவே பெருக முடியாது. எனவே, அவை மற்றொரு உயிரினத்தைப் பாதிக்க வேண்டும் மற்றும் அவற்றின் வாழ்க்கைச் சுழற்சியை முடிக்க செல்லுலார் இயந்திரங்களை திறம்பட கடத்த வேண்டும். வைரஸ் வாழ்க்கைச் சுழற்சியின் முதல் கட்டம் வைரஸ் நுழைவு என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது ஒரு வைரஸ் ஒரு புதிய புரவலன் உயிரணுவைப் பாதிக்கும் முறையை வரையறுக்கிறது. இயற்கையில், நரம்பியல் வைரஸ்கள் பொதுவாக ரேபீஸ் வைரஸ் அல்லது ஹெர்பெஸ் வைரஸ்களின் சில விகாரங்களைப் போலவே கடித்தல் அல்லது கீறல்கள் மூலம் பரவுகின்றன. தடமறிதல் ஆய்வுகளில், இந்த படி செயற்கை முறையில் நிகழ்கிறது, பொதுவாக ஒரு ஊசியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம். வைரஸ் வாழ்க்கைச் சுழற்சியின் அடுத்த கட்டம் வைரஸ் பிரதி என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த கட்டத்தில், வைரஸ் புரவலன் உயிரணுவின் இயந்திரத்தை கையகப்படுத்துகிறது, இதனால் செல் அதிக வைரஸ் புரதங்களை உருவாக்குகிறது மற்றும் அதிக வைரஸ்களை சேகரிக்கிறது. உயிரணு போதுமான எண்ணிக்கையிலான வைரஸ்களை உருவாக்கியவுடன், வைரஸ் வைரஸ் உதிர்தல் நிலைக்குள் நுழைகிறது. இந்த கட்டத்தில், வைரஸ்கள் ஒரு புதிய புரவலனைத் தேடி அசல் புரவலன் உயிரணுவை விட்டு வெளியேறுகின்றன. நரம்பியல் வைரஸ்களின் விஷயத்தில், இந்த பரிமாற்றம் பொதுவாக சினாப்ஸில் நிகழ்கிறது. வைரஸ்கள் ஒரு நரம்பணுவிலிருந்து மற்றொன்றுக்கு ஒப்பீட்டளவில் குறுகிய இடைவெளியில் குதிக்க முடியும். இந்த பண்பு தான் வைரஸ்களை ட்ரேசர் ஆய்வுகளில் மிகவும் பயனுள்ளதாக ஆக்குகிறது. வைரஸ் அடுத்த உயிரணுக்குள் நுழைந்தவுடன், சுழற்சி மீண்டும் தொடங்குகிறது. அசல் புரவலன் செல் உதிர்தல் கட்டத்திற்குப் பிறகு சிதைக்கத் தொடங்குகிறது. ட்ரேசர் ஆய்வுகளில், நேரத்தை இறுக்கமாக கட்டுப்படுத்த வேண்டிய காரணம் இதுதான். வைரஸ் வெகுதூரம் பரவ அனுமதித்தால், ஆர்வமுள்ள அசல் மைக்ரோசர்க்யூட்ரி சீரழிந்துவிடும், மேலும் பயனுள்ள தகவல்களை மீட்டெடுக்க முடியாது. பொதுவாக, வைரஸ்கள் ஒரு சிறிய எண்ணிக்கையிலான உயிரினங்களை மட்டுமே பாதிக்க முடியும், அப்போதும் கூட, உடலுக்குள் ஒரு குறிப்பிட்ட உயிரணு வகை மட்டுமே. ஒரு குறிப்பிட்ட திசுவுக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட வைரஸின் தனித்துவம் அதன் வெப்பமண்டலமாக அழைக்கப்படுகிறது. ட்ரேசர் ஆய்வுகளில் உள்ள வைரஸ்கள் அனைத்தும் நியூரோட்ரோபிக் (நியூரான்களைப் பாதிக்கும் திறன் கொண்டவை) ஆகும். முறைகள் தொற்று வைரஸ் தடமறிதல் தசை அல்லது சுரப்பி போன்ற புற உறுப்புகளில் அறிமுகப்படுத்தப்படலாம். அடினோ-தொடர்புடைய வைரஸ் போன்ற சில வைரஸ்கள் இரத்த ஓட்டத்தில் செலுத்தப்படலாம் மற்றும் இரத்த-மூளைத் தடையை கடந்து மூளையைப் பாதிக்கலாம். இது ஒரு கேங்க்லியனில் அறிமுகப்படுத்தப்படலாம் அல்லது ஒரு ஸ்டீரியோடாக்டிக் சாதனத்தைப் பயன்படுத்தி நேரடியாக மூளையில் செலுத்தப்படலாம். இந்த முறைகள் மூளை மற்றும் அதன் சுற்றளவு எவ்வாறு இணைக்கப்பட்டுள்ளன என்பதற்கான தனித்துவமான நுண்ணறிவை வழங்குகின்றன. நரம்பியல் திசுக்களில் வைரஸ்கள் பல்வேறு வழிகளில் அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன. இலக்கு திசுக்களில் தடமறிதல்களை அறிமுகப்படுத்த இரண்டு முக்கிய முறைகள் உள்ளன. பிரஷர் இன்ஜெக்ஷனுக்கு திரவ வடிவில் உள்ள ட்ரேசர் நேரடியாக செல்லுக்குள் செலுத்தப்பட வேண்டும். இது மிகவும் பொதுவான முறையாகும். அயன்டோபோரேசிஸ் என்பது ஒரு மின்முனைக்குள் உள்ள ட்ரேசர் கரைசலில் மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்துவதை உள்ளடக்கியது. ட்ரேசர் மூலக்கூறுகள் ஒரு மின்னூட்டத்தை எடுத்து மின்சார புலம் வழியாக செல்லுக்குள் செலுத்தப்படுகின்றன. பேட்ச் கிளாம்ப் நுட்பத்தை நிகழ்த்திய பிறகு ஒரு செல்லை முத்திரை குத்த விரும்பினால் இது ஒரு பயனுள்ள முறையாகும். செல்லிற்குள் ட்ரேசர் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டவுடன், மேற்கூறிய போக்குவரத்து வழிமுறைகள் பொறுப்பேற்கின்றன. பின்னர், வைரஸ் நரம்பு மண்டலத்திற்குள் நுழைந்தவுடன் உள்ளூர் பகுதியில் உள்ள உயிரணுக்களைப் பாதிக்கத் தொடங்குகிறது. வைரஸ்கள் பாதிக்கப்பட்ட உயிரணுக்களின் மரபணுவில் தங்கள் சொந்த மரபணு பொருளை இணைப்பதன் மூலம் செயல்படுகின்றன. புரவலன் உயிரணு பின்னர் மரபணுவால் குறியிடப்பட்ட புரதங்களை உற்பத்தி செய்யும். பார்வைக்கு பயன்படுத்தப்படும் ஃப்ளோரசன்ட் புரதங்கள் உட்பட பாதிக்கப்பட்ட நரம்பணுக்களில் ஏராளமான மரபணுக்களை ஆராய்ச்சியாளர்களால் இணைக்க முடிகிறது. நரம்பியல் தடமறிதலில் மேலும் முன்னேற்றங்கள் குறிப்பிட்ட உயிரணு வகைகளுக்கு ஃப்ளோரசன்ட் புரதங்களின் இலக்கு வெளிப்பாட்டை அனுமதிக்கின்றன. ஹிஸ்டாலஜி மற்றும் இமேஜிங் வைரஸ் விரும்பிய அளவிற்கு பரவியவுடன், மூளை வெட்டப்பட்டு ஸ்லைடுகளில் பொருத்தப்படுகிறது. பின்னர், வைரஸிற்கான குறிப்பிட்ட ஃப்ளோரசன்ட் ஆன்டிபாடிகள் அல்லது வைரஸ் டிஎன்ஏவிற்கான ஃப்ளோரசன்ட் நிரப்பு டிஎன்ஏ ஆய்வுகள் துண்டுகள் மீது கழுவப்பட்டு ஃப்ளோரசன்ஸ் நுண்ணோக்கியின் கீழ் படம்பிடிக்கப்படுகின்றன. வைரஸ் பரவுதலின் திசை ஆக்சோபிளாஸ்மிக் போக்குவரத்தின் பொறிமுறையை நம்பியுள்ளது. ஆக்சானுக்குள் மைக்ரோட்யூபுல்ஸ் எனப்படும் நீண்ட மெல்லிய புரதச் சேர்மங்கள் உள்ளன. அவை செல் அதன் வடிவத்தை பராமரிக்க உதவும் சைட்டோஸ்கெலிட்டனாக செயல்படுகின்றன. இவை ஆக்சானுக்குள் நெடுஞ்சாலைகளாகவும் செயல்படுகின்றன, மேலும் நரம்பியக்கடத்தி நிரப்பப்பட்ட வெசிகிள்கள் மற்றும் என்சைம்களை செல் உடல் அல்லது சோமா மற்றும் ஆக்சான் முனையம் அல்லது சினாப்ஸ் இடையே முன்னும் பின்னுமாக கொண்டு செல்ல உதவுகின்றன. வைரஸ்கள் இரண்டு திசைகளில் ஒன்றில் கொண்டு செல்லப்படலாம்ஃ ஆன்டெரோகிரேட் (சோமாவிலிருந்து சினாப்ஸ் வரை) அல்லது ரெட்ரோகிரேட் (சினாப்ஸ் முதல் ஸோமா வரை). நரம்பணுக்கள் இயற்கையாகவே புரதங்கள், நரம்பியக்கடத்திகள் மற்றும் பிற பெரிய மூலக்கூறுகளை இந்த செல்லுலார் பாதைகள் வழியாக கொண்டு செல்கின்றன. வைரஸ்கள் உள்ளிட்ட நரம்பியல் தடமறிதல்கள், ஒரு செல் முழுவதும் ஒரு தடமறிதலை விநியோகிக்க இந்த போக்குவரத்து வழிமுறைகளைப் பயன்படுத்திக் கொள்கின்றன. ஆராய்ச்சியாளர்கள் இதை சினாப்டிக் சுற்றுவட்டாரத்தைப் படிக்கப் பயன்படுத்தலாம். ஆன்டெரோகிரேட் டிரான்ஸ்போர்ட் அன்டெரோகிரேட் ட்ரேசிங் என்பது சோமாவிலிருந்து சினாப்ஸிற்கு நகரும் ஒரு ட்ரேசரின் பயன்பாடாகும். ஆன்டெரோகிரேட் போக்குவரத்து கினெசின் எனப்படும் புரதத்தைப் பயன்படுத்தி வைரஸ்களை ஆக்சான் வழியாக ஆன்டெரோகிரேட் திசையில் நகர்த்துகிறது. பின்னோக்கிய போக்குவரத்து பின்னோக்கிய தடமறிதல் என்பது ஒத்திசைவிலிருந்து சோமாவுக்கு நகரும் ஒரு தடமறிதலின் பயன்பாடாகும். ரெட்ரோகிரேட் டிரான்ஸ்போர்ட் டைனின் எனப்படும் புரதத்தைப் பயன்படுத்தி வைரஸ்களை ஆக்சான் வழியாக ரெட்ரோகிரேட் திசையில் நகர்த்துகிறது. வெவ்வேறு ட்ரேசர்கள் டைனின் மற்றும் கினெசின் ஆகியவற்றிற்கான சிறப்பியல்பு ஒற்றுமைகளைக் காட்டுகின்றன என்பதைக் குறிப்பிடுவது முக்கியம், எனவே அவை வெவ்வேறு விகிதங்களில் பரவும். இரட்டை போக்குவரத்து சில நேரங்களில், நரம்பியல் சுற்றுகளின் உள்ளீடுகள் மற்றும் வெளியீடுகள் இரண்டையும் தீர்மானிக்க மேல்நோக்கி மற்றும் கீழ்நோக்கி நியூரான்களைக் கண்டுபிடிப்பது விரும்பத்தக்கது. இது மேற்கண்ட வழிமுறைகளின் கலவையைப் பயன்படுத்துகிறது. நன்மைகள் மற்றும் குறைபாடுகள் வைரஸ் தடமறிதல்களைப் பயன்படுத்துவதன் நன்மைகளில் ஒன்று, வைரஸின் சினாப்ஸ்களைத் தாண்டும் திறன் ஆகும். இது மைக்ரோசர்க்யூட்ரி மற்றும் ப்ரொஜெக்ஷன் ஆய்வுகளின் தடமறிதல் அனுமதிக்கிறது. சில மூலக்கூறு தடமறிதல்கள் இதைச் செய்ய முடியும், மேலும் பொதுவாக இரண்டாம் நிலை நரம்பணுக்களில் குறைந்த சமிக்ஞையைக் கொண்டிருக்கக்கூடியவை, இது வைரஸ் தடமறிதலின் மற்ற நன்மைக்கு வழிவகுக்கிறது-வைரஸ்கள் சுயமாக பிரதிபலிக்க முடியும். இரண்டாம் நிலை நரம்பணு பாதிக்கப்பட்டவுடன், வைரஸ் பெருகத் தொடங்குகிறது மற்றும் பிரதிபலிக்கிறது. ட்ரேசர் மூளை வழியாக பரவுவதால் சமிக்ஞை இழப்பு இல்லை. குறைபாடுகள் நரம்பு மண்டலத்தின் வழியாக வைரஸ்கள் பரவுவதால், வைரஸ் ட்ரேசர்கள் நியூரான்களைப் பாதித்து இறுதியில் அவற்றை அழிக்கின்றன. எனவே, நரம்பியல் மரணம் ஏற்படுவதற்கு முன்பு போதுமான பரவலை அனுமதிக்க ட்ரேசர் ஆய்வுகளின் நேரம் துல்லியமாக இருக்க வேண்டும், இது உடலுக்கு பெரிய அளவிலான தீங்கு விளைவிக்கும். இந்த பணிக்கு மிகவும் பொருத்தமான வைரஸ்களைக் கண்டுபிடிப்பது கடினமாக உள்ளது. தடமறிதலுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு வைரஸ் நல்ல முடிவுகளைக் கொடுக்க லேசான தொற்றுநோயாக இருக்க வேண்டும், ஆனால் நரம்பியல் திசுக்களை மிக விரைவாக அழிக்கவோ அல்லது வெளிப்படும் நபர்களுக்கு தேவையற்ற அபாயங்களை ஏற்படுத்தவோ ஆபத்தானது அல்ல. மற்றொரு குறைபாடு என்னவென்றால், வைரஸ் நரம்பியல் தடமறிதல் தற்போது பாதையை காட்சிப்படுத்த வைரஸ்களுக்கு ஃப்ளோரசன்ட் ஆன்டிபாடிகளை இணைப்பதற்கான கூடுதல் படி தேவைப்படுகிறது. இதற்கு மாறாக, பெரும்பாலான மூலக்கூறு தடமறிதல்கள் பிரகாசமான நிறத்தில் உள்ளன, மேலும் கூடுதல் மாற்றங்கள் இல்லாமல் வெறும் கண்ணால் பார்க்க முடியும். வைரஸ் தடமறிதல் முதன்மையாக நரம்பியல் சுற்றுகளைக் கண்டறிய பயன்படுத்தப்படுகிறது. மூளையில் உள்ள நியூரான்கள் ஒருவருக்கொருவர் எவ்வாறு இணைக்கப்பட்டுள்ளன என்பதை ஆய்வு செய்ய ஆராய்ச்சியாளர்கள் முன்பு குறிப்பிடப்பட்ட வைரஸ்களில் ஒன்றைப் பயன்படுத்துகின்றனர். மூளை எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை இணைப்பு பெரும்பாலும் தீர்மானிக்கிறது. விழித்திரை கேங்க்லியன் சுற்றுகள், கார்டிகல் சுற்றுகள் மற்றும் முதுகெலும்பு சுற்றுகள் ஆகியவற்றை ஆய்வு செய்ய வைரஸ்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. நரம்பியல் தடமறிதல் நோக்கத்திற்காக தற்போது பயன்படுத்தப்படும் வைரஸ்களின் பட்டியல் பின்வருமாறு. ஹெர்பெஸ் சிம்ப்ளக்ஸ் வைரஸ் (ஹெர்பெஸ் வைரிடே குடும்பம்)-ஆன்டெரோகிரேட் சூடோரேபீஸ் வைரஸ் பி. ஆர். வி (ஹெர்பெஸ் வைரிடே குடும்பம்)-ரெட்ரோகிரேட் டிரான்ஸ்-சினாப்டிக் மற்றும் ஆன்டெரோகிரேட் ரேபிஸ் வைரஸ் (ராப்டோவிரிடே குடும்பம்)-ரெட்ரோகிரேட் டிரான்ஸ்-சினாப்டிக். வெசிகுலர் ஸ்டோமாடிடிஸ் வைரஸ் (ராப்டோவிரிடே குடும்பம்)-ஆன்டெரோகிரேட். சிந்த்பிஸ் வைரஸ் (டோகாவிரிடே குடும்பம்)-சிறிய அளவிலான பின்னடைவுடன் ஆன்டெரோகிரேட். அடினோ-தொடர்புடைய வைரஸ் ஏஏவி (பார்வோவிரிடே குடும்பம்)-ஆன்டெரோகிரேட். குறிப்புகள் வைராலஜி நரம்பியல்